| Symbool | Mn |
|---|---|
| Atoomnummer | 25 |
| Atoommassa | 54,938 u |
| Categorie | Overgangsmetaal |
| Groep | 7 |
| Periode | 4 |
| Blok | d-blok |
| Fase bij 20 °C | vast |
| Smeltpunt | 1246 °C |
| Kookpunt | 2061 °C |
| Dichtheid | 7,21 g/cm³ |
| Elektronenconfiguratie | [Ar] 3d5 4s2 |
| Elektronen per schil | 2, 8, 13, 2 |
| Elektronegativiteit (Pauling) | 1,55 |
| Oxidatiegetallen | +2, +4, +7 |
| Ontdekt | 1774 door Johan Gottlieb Gahn (Carl Wilhelm Scheele herkende het als nieuw element) |
| Engelse naam | Manganese |
Eigenschappen van mangaan
Mangaan is een grijswit metaal dat harder en brosser is dan ijzer en daardoor moeilijk te bewerken. Het is chemisch vrij reactief: het oxideert aan de lucht aan het oppervlak, lost op in verdunde zuren en reageert langzaam met water. Opvallend is het grote aantal oxidatiegetallen, van +2 tot +7, waarbij elk oxidatiegetal een eigen kleur geeft. Mangaan(II)-zouten zijn lichtroze, mangaandioxide (bruinsteen, MnO2) is zwart, manganaat (+6) is groen en permanganaat (+7) diep paars. Kaliumpermanganaat (KMnO4) is een krachtige oxidator die in de scheikundeles vaak bij titraties wordt gebruikt; tijdens de reactie verdwijnt de paarse kleur, zodat je het eindpunt ziet. Mangaandioxide werkt als katalysator bij het ontleden van waterstofperoxide tot water en zuurstof. In staal bindt mangaan zwavel tot mangaansulfide, wat voorkomt dat staal bij hoge temperatuur scheurt. Mangaan heeft één stabiele isotoop, mangaan-55.
Naam. De naam gaat terug op ‘magnesia’, het Latijnse woord voor mineralen uit de Griekse streek Magnesia; om verwarring met magnesium te voorkomen werd het later ‘manganesium’ en uiteindelijk mangaan.
Atoombouw en plaats in het periodiek systeem
Mangaan staat in periode 4 en groep 7 van het periodiek systeem, in het d-blok.
Een neutraal atoom heeft 25 protonen in de kern en 25 elektronen, verdeeld over 4 schillen: 2, 8, 13, 2. Het periodenummer (4) is gelijk aan het aantal schillen.
Buren in het systeem: links/ervoor: Chroom (Cr, 24); rechts/erna: IJzer (Fe, 26); eronder in dezelfde groep: Technetium (Tc).
Andere elementen in groep 7: Technetium, Renium, Bohrium.
Voorkomen
Mangaan is het twaalfde meest voorkomende element in de aardkorst. De belangrijkste ertsen zijn pyrolusiet (MnO2), braunniet en rodochrosiet. Zuid-Afrika bezit de grootste reserves, gevolgd door Gabon, Australië en China. Op de bodem van de diepzee liggen biljoenen mangaanknollen: aardappelvormige klompen die naast mangaan ook nikkel, kobalt en koper bevatten en die mogelijk in de toekomst worden gewonnen, al is dat omstreden vanwege de schade aan het ecosysteem. In de oudheid gebruikten mensen mangaandioxide al als zwart pigment in grotschilderingen. Een volwassene bevat ongeveer 12 milligram mangaan; noten, volkoren graan en thee zijn goede bronnen.
Toepassingen
- Ongeveer 90 procent van het mangaan gaat naar de staalindustrie, als ferromangaan om staal te ontzwavelen, te ontzuurstoffen en sterker te maken.
- Mangaanstaal (Hadfieldstaal) met 12 procent mangaan wordt bij stoten juist harder en wordt gebruikt in spoorwissels, graafbakken en kluizen.
- Mangaandioxide is het kathodemateriaal in zink-koolstof- en alkalinebatterijen; mangaan zit ook in sommige lithium-ionaccu’s.
- Aluminiumlegeringen met mangaan worden gebruikt voor drankblikjes omdat ze corrosiebestendiger zijn.
- Kaliumpermanganaat dient als desinfectiemiddel, voor waterzuivering en als oxidator in laboratoria.
- Mangaanverbindingen kleuren glas paars of maken juist groenig glas kleurloos (‘glasmakerszeep’).
Veelgestelde vragen
Wat is het verschil tussen mangaan en magnesium?
Ondanks de gelijkende namen zijn het totaal verschillende elementen. Magnesium (Mg, atoomnummer 12) is een licht aardalkalimetaal. Mangaan (Mn, atoomnummer 25) is een zwaarder, hard overgangsmetaal. Beide namen komen van de Griekse streek Magnesia, en vroeger werden de mineralen ervan door elkaar gehaald.
Waarvoor wordt kaliumpermanganaat gebruikt?
Kaliumpermanganaat is een sterk oxidatiemiddel met een diep paarse kleur. Het wordt gebruikt om drinkwater en zwembaden te zuiveren, als ontsmettingsmiddel voor de huid en voeten, in aquaria en in laboratoria voor titraties. In hoge concentraties is het bijtend, dus het moet sterk verdund worden toegepast.